Способ определения степени тяжести контузии

Изобретение относится к способам определения уровня контузионного воздействия на биообъект, а именно к способам определения степени тяжести контузии. Заявлен способ определения степени тяжести контузии, включающий расчет удельного импульса для ударника, причем удары производят ударником с фиксированной массой и диаметром наконечника по объекту с разными энергиями, при этом для каждой энергии производят расчет величины удельного импульса. Способ позволяет получать достоверные данные по уровню воздействия при любой массе ударника. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способам определения уровня контузионного воздействия на биообъект, а именно к способам определения степени тяжести контузии.

Известен способ определения степени тяжести локальной контузионной травмы, получаемой биообъектом в результате ударного воздействия, путем оценки характера полученных им повреждений.

Российские стандарты (Прил. Б к ГОСТ Р 50744-95 «Классификация заброневой тупой травмы туловища по степени тяжести») устанавливают четыре степени тяжести такой травмы, начиная с самой легкой - I-ой до крайне тяжелой (летальной) IV-ой. При этом ГОСТ Р50744-95 «Бронеодежда. Классификация и общие технические требования» при оценке изделий допускает наличие заброневой контузионной травмы не выше П-ой (или средней) степени тяжести [1]. Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 34286-2017 конструкция бронеодежды должна обеспечивать выполнение требований, заданных в нормативной документации на конкретное изделие, по основным характеристикам, в том числе, по заброневому воздействию при непробитии защитной структуры. При этом показатель заброневого воздействия поражающего элемента при непробитии защитной структуры не должен превышать значения, принятого в качестве предельно допустимого [2].

Типичными признаками травмы II-й степени тяжести являются очаговые внутримышечные кровоизлияния, ушибленные раны, единичные очаговые кровоизлияния в брыжейку кишечника, множественные субплевральные кровоизлияния, которые приводят к полной потере боеспособности не более чем на 3-5 минут из-за кратковременного болевого шока, ограниченной боеспособности на срок до 10 суток. Полное восстановление состояния здоровья ожидается через 15-20 суток [1].

Таким образом, допустимой является только травма первой или второй степени тяжести, вне зависимости от назначения защитной экипировки и характера выполняемой боевой задачи.

Предпринимались попытки связать степень тяжести контузионного воздействия с энергией удараи привести фактор травмы кудельной энергии

Проведенные нами исследования на подопытных животных (см. таблицу) показали несостоятельность такого подхода. Связь удельной энергии с контузионным воздействием сохраняется только для воздействия метаемого элемента одной массы.

Особого внимания заслуживает метод обработки результатов экспериментов при проникающих огнестрельных ранениях, проведенных под руководством Julien S. Hatcher [3]. В предложенной им зависимости, предназначенной для прогнозирования останавливающего действия пуль патронов стрелкового оружия, помимо массы и скорости поражающего элемента, учитывалась еще и площадь его поперечного сечения. В результате этих исследований впервые было обращено внимание на то, что удельный импульс пули оказывает влияние на тяжесть огнестрельных повреждений. Однако, вследствие того, что в предложенной автором методике для согласования результатов почти для каждой пули необходимо было вводить определенные поправочные коэффициенты, она не получила широкого распространения.

Проведенные нами эксперименты показали, что и при непроникающих ранениях наблюдается прямая связь между удельным импульсом поражающего элемента (импульса приходящего на единицу площади воздействия) и степенью тяжести контузии, но только при ударах с одинаковой массой и диаметром ударника. Эту закономерность авторы использовали при определении допустимой величины удельного импульса для различных степеней контузии. Для обеспечения возможности использования материалов исследования для бронезащиты, диаметр наконечника ударника взят близким к диаметру тыльной деформации, образующейся при стрельбе по защитной структуре.

При изменении массы ударника соответствие удельного импульса определенной величине (степени тяжести) травмы полностью нарушается и, при одном и том же значении удельного импульса, в зависимости от энергии ударника можно получить различные степени тяжести травмы. В разработанном способе определения защитных свойств средств индивидуальной защиты (Патент №RU 2254544 С2) [4], основанном на определении импульса давления (эквивалентного значения удельного импульса), связь удельного давления со степенью контузии также нарушалась при изменении массы ударника.

Задачей изобретения явилась разработка способа, позволяющего получать достоверные данные по уровню воздействия при любой массе ударника.

Технический результат состоит в повышении достоверности данных по уровню воздействия при любой массе ударника. С этой целью нами были проведены ряд теоретических и экспериментальных исследований по исследованию влияния ударного воздействия различной величины на характер получаемых биообъектом повреждений, в результате которых была установлена четкая зависимость тяжести травмы от массы, скорости и контактной площади ударника. При этом был определен основной показатель, влияющий на степень тяжести травмы - значение приведенного удельного импульса, величина которого определяется по формуле:

I_n - приведенный удельный импульс;

М_n - приведенная масса,

m_ƒ - фиксированная масса, при которой определен удельный импульс для порога степени тяжести контузии;

m - масса ударника;

V_n - приведенная скорость ударника,

Е - кинетическая энергия ударника;

S - площадь поперечного сечения наконечника ударника.

Численное значение приведенного удельного импульса выражено в Па⋅с.

Осуществляется способ следующим образом. Производят удары с разными энергиями метаемого элемента с фиксированной массой и диаметром наконечника по биообъекту, при этом для каждой энергии производят расчет величины удельного импульса:

I - удельный импульс,

m_ƒ - фиксированная масса ударника (метаемого элемента, например шара),

V - скорость ударника,

S - площадь поперечного сечения наконечника ударника.

По результатам оценки воздействия находят допустимую величину удельного импульса, соответствующую 1-й и 2-й степеням контузии. А при производстве ударов с массами, отличающей от фиксированной, определение величины удельного импульса проводят по приведенной выше формуле 1.

Исследования, проведенные нами на подопытных животных с помощью ударников в форме шаров с разными массами, показали большую сходимость результатов воздействия именно от величины приведенного импульса. Одинаковая величина приведенного удельного импульса, независимо от массы ударника, соответствует определенной тяжести контузии, т.е. идет полное согласование с теорией. Коэффициент корреляции между тяжестью травмы и приведенным удельным импульсом по результатам 14 экспериментов на подопытных животных составил 0,87, то есть был достаточно высоким для исследований на биообъектах. При этом установлено, что для второй степени тяжести травмы значение приведенного удельного импульса не должно превышать 4500 Па*с.

Ни в одном найденном нами источнике не встречалось упоминание о таком показателе воздействия, что подтверждает новизну предложенного способа.

Список литературы

1. ГОСТ Р 50744-95 «Бронеодежда. Классификация и общие технические требования» (с изм. №3 и 4).

2. ГОСТ 34286-2017«Бронеодежда. Классификация и общие технические требования» Межгосударственный стандарт.

3. Warlow Т. Firearms, the law, and forensic ballistics // T. Warlow. - CRC Press, USA 2004, p. 154-198.

4. Патент №RU 2254544 C2. Способ определения защитных свойств средств индивидуальной защиты. Заявл. 25.03.2003.

1. Способ определения степени тяжести контузии, включающий расчет удельного импульса для ударника, отличающийся тем, что удары производят ударником с фиксированной массой и диаметром наконечника по объекту с разными энергиями, при этом для каждой энергии производят расчет величины удельного импульса по формуле:

I - удельный импульс,

m_ƒ - фиксированная масса ударника (метаемого элемента, например шара),

V - скорость ударника,

S - площадь поперечного сечения наконечника ударника, по результатам воздействия находят допустимую величину удельного импульса, соответствующую 1 и 2 степеням контузии.

2. Способ определения степени тяжести контузии по п. 1, отличающийся тем, что при ударах любой массой и фиксированном диаметре наконечника определение величины удельного импульса проводят по формуле:

I_n - приведенный удельный импульс;

М_n - приведенная масса,

m_ƒ - фиксированная масса, при котором определен удельный импульс для порога степени тяжести контузии;

m - масса ударника;

V_n - приведенная скорость ударника,

Е - кинетическая энергия ударника;

S - площадь поперечного сечения наконечника ударника, численное значение приведенного удельного импульса выражено в Па⋅с.